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2016年 第3期

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本期导读
本期导读
2016, 34(3): . doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2016.03.001
摘要(268) PDF(2)
摘要:
为了量化研究交通拥堵的特性,已提出多种不同的交通运行指数(TPI)模型,并在部分城市中得到了应用。分析了现有交通运行指数模型的机理、特征和主要参数。将现有模型分为2类:基于统计的宏观静态运行指数模型和基于实时数据的动态运行指数模型。其中,动态运行指数模型包括基于严重拥堵里程比的指数模型和基于出行时间比的指数模型。以北京市浮动车数据为基础,应用动态运行指数模型测算交通指数,对比分析了2种动态指数模型的一致性、差异性和敏感性。
综述
交通运行指数的研究与应用综述
王璐媛, 于雷, 孙建平, 宋国华
2016, 34(3): 1-9,26. doi: 10.3963/j.issn1674-4861.2016.03.001
摘要(746) PDF(107)
摘要:
为了量化研究交通拥堵的特性,已提出多种不同的交通运行指数(TPI)模型,并在部分城市中得到了应用。分析了现有交通运行指数模型的机理、特征和主要参数。将现有模型分为2类:基于统计的宏观静态运行指数模型和基于实时数据的动态运行指数模型。其中,动态运行指数模型包括基于严重拥堵里程比的指数模型和基于出行时间比的指数模型。以北京市浮动车数据为基础,应用动态运行指数模型测算交通指数,对比分析了2种动态指数模型的一致性、差异性和敏感性。
方法研究
道路因素对典型较严重道路交通事故严重性的影响分析
王长君, 王励旸, 李瑞敏
2016, 34(3): 10-17. doi: 10.3963/j.issn1674-4861.2016.03.002
摘要(363) PDF(3)
摘要:
基于道路交通事故数据探究事故影响因素对于认识事故的影响因素、提高交通安全水平具有重要意义。利用近年来国内典型较严重道路交通事故数据,应用泊松模型和负二项模型,以区分事故形态的方式建立追尾事故、侧碰事故及撞行人事故的事故死亡率的道路影响因素分析模型。这些模型以三类事故中涉及人员的死亡数为因变量,以一系列道路因素为自变量,将事故涉及人数作为偏移变量。模型的具体形式以过离散系数及赤池信息量准则(AIC)为依据进行选择。结果显示,追尾事故的死亡率与道路等级、路侧防护设施显著相关;侧碰事故则与天气、路表情况、路口路段位置、坡度以及道路结构有关;撞行人事故与路表情况、道路等级、车道数、平曲线半径有关。本文拓展了事故严重性研究的深度,其研究成果对于更好地利用重特大事故的深入调查数据有现实意义,也可为事故分析及道路设计等提供借鉴。
基于集对分析的山区低等级公路路侧安全评价
王健, 燕丽敬
2016, 34(3): 18-26. doi: 10.3963/j.issn1674-4861.2016.03.003
摘要(271) PDF(2)
摘要:
为了提高山区低等级公路路侧安全,提出基于投影寻踪的集对分析评价方法。该方法运用投影寻踪技术从待评价路侧安全样本数据本身确定评价指标权重,避免了人为确定权重的主观性和局限性。考虑到评价指标确定性与不确定性信息并存的特点;引入集对分析理论,建立联系度评价矩阵。实现从同、异、反3方面描述指标与各评价等级之间的联系度。运用该方法对承德市滦平县部分路段路侧安全状况实施评价。并与基于灰色聚类理论的路侧安全评估法对比分析。该模型将样本看作信息的载体能够全面反映样本"携带"的信息,与灰色聚类白化函数仅将其作为数值相比;评价结果更可靠。尤其在对路段3的评价方面,灰色聚类评价法表现出了其仅将样本作为数值的局限性;其隶属度向量[0.0332,0.1741,0.4171,0.3948],其中三级和四级的隶属度非常相近使得决策者难以抉择。而基于投影寻踪的集对分析模型的对应结果为[0.180,0.970,12.382,0.2398],安全等级为三级;提高了信息利用率,评价方法更有优越性。
基于贝叶斯空间相关模型的城市快速路安全影响因素研究
殷炬元, 李铁男, 孙剑
2016, 34(3): 27-33,40. doi: 10.3963/j.issn1674-4861.2016.03.004
摘要(311) PDF(3)
摘要:
快速路是城市交通的主骨架,其运行安全态势直接影响整体通行效率的发挥。利用线圈检测器数据和由事故视频监控系统采集的2011~2013年共50069起事故数据,应用贝叶斯空间相关模型,对上海市南北高架、延安路高架、内环和中环4条快速路进行建模分析。为了反映路段间的潜在空间联系,在负二项模型的基础上,加入空间随机影响项建立相邻空间相关模型;进一步改进了该空间随机项的协方差矩阵,建立距离空间相关模型。通过贝叶斯回归方法比较3个模型的回归效果。结果显示,距离空间相关模型具有最优的拟合效果,其方差信息标准(DIC)较负二项模型降低6.04%。由此证明,事故在道路中的分布存在空间关联,且其相关性受距离影响。在道路几何特性影响因素中,路段前后1 km 内匝道数越多,每公里转角越大,事故风险越大;入口-出口型交织路段事故发生几率较高。日均交通量与事故风险显著正相关。不同快速路对比分析表明内环事故风险偏高,中环事故风险较低。
道路客运企业交通安全管理水平组合赋权评价
鲁光泉, 罗毅, 蔡凤田
2016, 34(3): 34-40. doi: 10.3963/j.issn1674-4861.2016.03.005
摘要(357) PDF(2)
摘要:
针对目前我国道路客运企业安全评价内容多为定性评价的现状,以道路客运企业的交通安全管理内容为研究对象,对16家客运企业展开实地调研工作,获取相关数据及材料。以此为基础,针对客运企业安全管理现状,建立了一套将企业安全管理内容划分为企业制度、驾驶员及车辆3个方面的企业安全管理水平评价指标体系。结合主观赋权法中的层次分析法和客观赋权法中的熵值法对指标进行组合赋权,并利用表征客运企业交通安全管理水平的事故数据分别对组合赋权法计算结果和层次分析法及熵值法计算结果进行相关性分析。结果表明,组合赋权法的相关性达到-0.841,优于层次分析法的-0.793和熵值法的-0.754。通过组合赋权法得到的企业评分排序结果也与事故数据排序结果基本一致,表明利用该组合赋权法可以对道路客运企业交通安全管理水平作出更为真实客观的评价。
信号交叉口右转机动车与行人冲突运动模型
鲍怡婷, 周竹萍, 徐永能
2016, 34(3): 41-49. doi: 10.3963/j.issn1674-4861.2016.03.006
摘要(412) PDF(7)
摘要:
在一些信号交叉口,右转机动车的转弯行为不受信号控制,容易与过街行人发生冲突。现有冲突研究的内容多为冲突判别和冲突分级研究,对人车冲突运动过程研究相对较少。为减少交通冲突,提高行人过街安全性,提出一种新的右转机动车与行人冲突运动过程的仿真模型。研究右转车辆的决策过程,分析人车冲突机理。建立人车冲突模型,依据实际调查所获得的车辆速度和可接受间隙数据,对模型参数进行标定。对模型进行仿真分析,通过比较冲突时间、后侵占时间、安全减速度、间距时间4个冲突严重性指标,选择后侵占时间(PET)这一评价指标进行安全评价。仿真得到的车辆速度和 PET 数据与调查得到数据相比误差不超过5%,验证了模型的有效性。通过灵敏度分析,小交叉口 PET 提高了10%,说明小交叉口有助于降低冲突的严重性。
超高层建筑停车配建指标计算方法研究--以西安市为例
朱震军, 曾隽, 张生瑞, 陈宏胜
2016, 34(3): 50-56. doi: 10.3963/j.issn1674-4861.2016.03.007
摘要(306) PDF(1)
摘要:
合理的超高层建筑停车配建指标对解决大城市停车问题具有重要作用。基于公共交通服务能力,提出了超高层建筑的核心影响区范围。总结国内已建成的超高层建筑需求特征,结合均衡论统筹考虑超高层建筑的内外环境。认为外环境中的公共交通可达性水平、公共服务能力;内环境中的超高层建筑面积、停车共享效用指数为主要影响因素。根据影响因素,标准化研究超高层建筑停车配建指标的折减系数。提出逐步折减已有城市普通建筑停车配建标准的计算方法,并在其核心影响区范围内验算既有公共交通服务能力约束下的指标折减合理性。以西安市某超高层建设项目为例,计算得到停车配建指标0.45位/100 m2,与规范要求的配建停车位相比,停车位数量大幅度减少。从中心区可用于停车设施资源建设的有限性、停车需求政策调控性、国内主要一线城市配建指标的对比分析等方面,验证了计算结果的合理性。
船用 LNG 燃料储罐蒸发量与维持时间计算方法
田竹刚, 尹奇志, 王冰
2016, 34(3): 57-63. doi: 10.3963/j.issn1674-4861.2016.03.008
摘要(992) PDF(34)
摘要:
在液化天然气(LNG)动力船舶设计中,船用 LNG 燃料储罐中的蒸发量和维持时间的计算,对于 LNG 动力船蒸发气体处理系统的设计有着重要意义。提出了一种基于 LNG 平均蒸发率的LNG 燃料储罐蒸发量和维持时间计算方法。利用传热学公式,对储罐分别装液氮和 LNG 时的蒸发率进行分析,得到储罐的液氮静态蒸发率和 LNG 静态蒸发率之间的关系。根据不同压力下的 LNG密度和汽化潜热的关系,得出储罐内部压力在小范围变化时的平均蒸发率计算公式。运用计算所得的 LNG 平均蒸发率推导出 LNG 蒸发量的计算公式,根据蒸发后储罐中气体质量的变化得出维持时间的计算公式。最后,以某20 m3 LNG 储罐为例,分别使用基于 LNG 平均蒸发率的方法和基于液氮蒸发率的方法计算了该 LNG 储罐的蒸发量和维持时间,其在维持时间内的蒸发量分别为20.72 kg 和34.1 kg,维持时间分别为21.64 d 和13.15 d,基于 LNG 平均蒸发率方法比基于液氮蒸发率方法得出的蒸发量少13.38 kg,维持时间多8.49 d。使用这2种方法进一步计算了蒸发量随时间的变化并进行了比较,结果表明,2种方法计算的储罐蒸发量随时间的变化总体趋势相同,但蒸发量和维持时间差别较大;与基于液氮蒸发率的方法相比,基于 LNG 平均蒸发率的方法所计算的结果更接近实际值,能更好地指导 LNG 动力船蒸发气体处理系统的设计。
基于决策树理论的交通流参数短时预测
薛红军, 陈广交, 李鑫民, 顾理
2016, 34(3): 64-71. doi: 10.3963/j.issn1674-4861.2016.03.009
摘要(477) PDF(8)
摘要:
针对现有交通流参数短时预测方法的不足,考虑到交通流数据序列的非线性特征,提出一种基于决策树理论的非参数预测方法。采用时间序列滞后项将交通流参数序列转化成非参数模型能处理的数据格式。考虑到交通流参数之间存在长期协整关系,构建流量速度滞后项的组合向量,为预测模型提供基础数据。构建基于分类回归树(CART)的交通流参数短时预测模型。基于实际采集的道路交通流数据,对模型在不同等级道路不同速度区间下的性能进行评估。结果表明,所提出的模型相较于常用的时间序列模型,精度有所提高;速度预测准确性普遍高于流量,速度平均绝对百分比误差基本小于13%,而流量预测则达到了30%;采用工作日和周末数据分别建模能够有效提升预测性能;不同速度区间下的预测性能评估显示,模型在各等级道路中速区间的预测结果具有较高的准确性与稳定性。
技 术 应 用
RFID 交通冗余数据检测及分析
杨越思, 杜威, 宁丹, 郭建华
2016, 34(3): 72-80. doi: 10.3963/j.issn1674-4861.2016.03.010
摘要(208) PDF(3)
摘要:
数据质量控制是智能交通系统应用建设的关键技术之一。基于对射频识别(RFID)数据特性的分析,将 RFID 冗余数据分为重复数据和相似数据,通过分析同一车辆的相邻过车时间来检测2类冗余数据。针对相似数据给出了冗余率曲线和冗余时间点的定义,解决了 RFID 交通数据中冗余数据的识别问题。针对2类冗余数据的特点,给出了2类冗余率的计算方法,提出了从基站和冗余率曲线走势2个角度出发对冗余率进行分析的方法,并给出了冗余数据的清洗方法。选取南京市区主干道上21个 RFID 基站的原始数据作为实例,对所提出的方法进行了验证。研究结果表明,21个基站采集重复数据的平均冗余率为0.0062%,相似数据的平均冗余率为0.92%,说明 RFID 数据采集技术采集到的数据具有较高可靠性。同时,各个基站采集的数据中相似数据数量远远多于重复数据数量。观察不同形状的冗余率曲线发现,冗余率曲线呈趋于平缓和尾部上升的基站冗余率较高;冗余率曲线呈直线上升的基站冗余率较低。针对分析结果,给出了相应的质量控制措施以控制 RFID 冗余数据的产生。
基于出站时间的高速公路收费站车辆排队检测
靳引利, 石绍刚, 王军
2016, 34(3): 81-87. doi: 10.3963/j.issn1674-4861.2016.03.011
摘要(212) PDF(1)
摘要:
目前,对高速公路收费站进行服务评价的数据主要依靠人工现场调查或使用专用检测设备来获取,在人力、资金方面消耗较大。而收费站的海量收费数据则可通过自动调查直接获得,充分利用这些收费数据资源可以获得很好的经济价值。分析了目前国内在公路收费站排队研究方面的局限性和不足。基于高速公路收费站的实际数据,研究分析了排队情况下同车道相邻车辆的出站时间规律,对收费站的车辆排队检测算法,以及车辆队长、排队逗留时间、服务时间等指标的量化计算进行了方法设计。以陕西省富平、韩城和芝川收费站的收费数据进行了实例计算,并与 M/G/1模型的计算结果以及调研数据进行对比,分析其绝对误差,对比结果表明平均服务时间的绝对误差不超过3 s;除韩城收费站105车道外,平均队长的绝对误差不超过1辆;除富平收费站101车道外,平均逗留时间的绝对误差不超过10 s。验证了算法的有效性与普适性。
重载车爬坡下的公路临界坡长确定
徐婷, 李敏, 杨新新, 石涌泉, 马壮林, 阎莹
2016, 34(3): 88-95. doi: 10.3963/j.issn1674-4861.2016.03.012
摘要(294) PDF(2)
摘要:
山区公路纵坡坡度和坡长组合设置存在不合理,导致重载车辆爬坡速度下降过快,而诱发长大纵坡路段交通事故。在分析车辆爬坡过程中的受力情况及运行特征的基础上,以某重载汽车为例使用仿真软件建立动力学模型。在约束最大爬坡性能的前提下,对满载时重载车辆爬坡特性及车速衰减规律进行仿真。在车辆功率重量比一定的前提下,设计不同坡度下的重载车爬坡及不同入坡车速的重载车爬坡2种工况,研究车辆爬坡过程中速度衰减规律及入坡车速和纵坡坡度对爬坡稳定车速的影响。车速衰减曲线表明,入坡车速对爬坡稳定车速没有影响,但其与稳定坡长成正比。对于爬坡性能差的重载车辆,当入坡车速为80 km/h 时,临界坡长小于400 m;当入坡车速为60 km/h 时,临界坡长小于300 m,均低于《公路工程技术标准》的相关规定。因此,爬坡过程中当车速衰减超过20 km/h时,需设置爬坡车道。最后,结合仿真中合理坡度和坡长的组合,提出具体的爬坡车道设置方法。
OSAHS 驾驶员模拟驾驶中脑电波α节律变化
吴慧莉, 韦新法, 陈钢, 杨洋
2016, 34(3): 96-100,107. doi: 10.3963/j.issn1674-4861.2016.03.013
摘要(228) PDF(1)
摘要:
患有阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合症(OSAHS)的驾驶员表现为日间嗜睡,驾驶中易发生错误操作,因而导致交通事故。为降低事故发生率,应识别 OSAHS 驾驶员发生事故前的驾驶状态。从驾驶员的生理角度,通过脑电波识别驾驶状态,提出交通事故前的预警指标。招募20名已被确诊患有 OSAHS 的驾驶员在模拟驾驶舱中进行模拟驾驶试验。被试者的驾驶环境、驾驶要求(如驾驶中不能接打电话、不能超速等)相同;在驾驶中采集 OSAHS 驾驶员的脑电波(α和β节律)变化、发生交通事故的时间和类型。通过宏观(波形图)及微观(数据)2个方面分析脑电波在不同驾驶状态下的变化。研究得出,交通事故发生时脑电波α节律受到抑制或消失;正常驾驶状态下和发生事故前的β/(α+β)均值具有显著差异性。以上2项均可作为驾驶嗜睡预警的指标。此外,提出事故发生前30 s的β/(α+β)均值作为预警的临界阈值。
考虑低碳的多台轮胎式龙门吊路径优化问题
黄晓波, 朱宁, 朱建华, 李庚
2016, 34(3): 101-107. doi: 10.3963/j.issn1674-4861.2016.03.014
摘要(271) PDF(3)
摘要:
在港口集装箱作业中,龙门吊是重要的港口资源。如何更加合理地调度轮胎式龙门吊对减少港口碳排放和降低运营成本有重要意义。考虑到轮胎式龙门吊在空间上的不可跨越性及其他约束条件,根据装卸过程中所产生的移动碳排放、装卸碳排放和准备碳排放3种排放源,建立了轮胎式龙门吊调度的混合整数规划模型,目标是使轮胎式龙门吊的碳排放量达到最小。由于混合整数规划求解的复杂性,设计龙门吊初始路径策略并运用模拟退火算法求得近似最优解。通过算例实验,从路径长度、碳排放总量和运行效率3个方面对新方法的效果进行评价。相比于最短路径优化方法,新方法路径长度增加8.82%,运行时间仅增加0.21 s,碳排放总量减少3.30%,在保证龙门吊工作效率的前提下,有效地解决了龙门吊低碳路径问题。相比于经典遗传算法与蚁群算法,新方法的预测精确度分别提高1.13%和2.24%,运行效率分别提高9.82%和5.92%。
基于加权灰色关联度的空中交通管制员工作负荷影响因素分析
高伟, 高兴
2016, 34(3): 108-115,125. doi: 10.3963/j.issn1674-4861.2016.03.015
摘要(216) PDF(1)
摘要:
定量分析影响管制员工作负荷的因素对于实现管制员工作负荷的精确评价具有重要意义。综合考虑扇区交通运行情况以及管制员工作表现,确定了14个影响管制员工作负荷的因素指标。利用灰色关联熵确定指标权重,建立了基于加权灰色关联度的管制员工作负荷影响因素分析方法,并对分辨系数的取值进行了优化。用北京01/19区域管制扇区的雷达模拟机数据对上述方法进行验证。结果表明,陆空通话次数、设备操作次数、扇区进出指数分别是影响管制员工作负荷最重要的3个因素,其加权灰色关联度分别为0.8440,0.7961,0.6935。同时,加权灰色关联度的排序结果与层次分析法得出的管制员主观排序结果基本一致。采用加权灰色关联度对管制员工作负荷影响因素进行分析能够揭示各影响因素的重要程度。
基于工作流模型的水上交通事故应急处置效能评价
贵恒, 王腾飞, 汪洋, 吴青
2016, 34(3): 116-125. doi: 10.3963/j.issn1674-4861.2016.03.016
摘要(237) PDF(1)
摘要:
应急处置中密集的信息传递和交换对应急处理的最终效果具有重要的影响。现有对水上交通事故的应急处置机制中缺乏对救援时效与决策指令流的量化建模与性能提升策略的研究。为此,引入工作流模型以优化水上应急处置指令传递与信息流动的时效性和准确性。通过分析水上应急处置流程,设置典型的水上交通事故场景,在组织部门-执行时间-应急资源-消息传递网(OTRM-NET)工作流模型的基础上增加了指令存储库所。在传统的 Petri 网建模基础上,提出了一种包含了信息反馈的水上交通事故应急处置的建模方法。之后,利用模型的时间性能获得应急处置的预估时间,通过仿真实验对比 OTRM-NET 与传统应急救援方法在水上应急处置的用时,并采用错误传递率定量表示信息传递效能,提出了评价指令传递性能的算法,并应用该算法对应急处置预案进行了模拟计算,得到其信息传递效能。对一种典型的水上交通事故案例,对比 OTRM-NET 与传统应急救援方法的结果显示,OTRM-NET 在已设置案例中用时平均降低了2721 s,减少了应急流程所消耗的时间。以事故船舶信息传递库所为例,通过设计工作流的优化方案,其中船舶交通管理系统(VTS)发现事故出错的全局传递率从15%降低到9.52%,局部传递率从37.5%降低到22.22%。这表示,相比 VTS 确认船舶信息添加前,VTS 发现事故出错对于整个工作流的影响降低了36.53%,对于事故船舶信息传递路径上的影响降低了40.75%。同时可以提前2个任务周期发现并纠正错误,从而有效降低指令执行偏差。该模型和效能评价方法可以对预案编制、应急工作流提供有效的决策支持。
基于 Select Link 的区域 OD 矩阵更新方法研究
刘新杰
2016, 34(3): 126-133. doi: 10.3963/j.issn1674-4861.2016.03.017
摘要(265) PDF(4)
摘要:
在大范围机动车 OD 调查难以开展的背景下,通常采用路段流量进行 OD 反推,针对传统路段流量反推法无法检验分布结构的缺点,提出一种利用局部路段真实 OD 矩阵进行区域 OD 矩阵更新的方法。即从区域先验 OD 矩阵中减去模型 Select Link 计算的特定路段 OD 矩阵,再加上该路段真实 OD 矩阵,通过替换将区域分布结构更新。当区域多个路段真实 OD 矩阵需要替换到区域 OD矩阵中时,采用两步循环替换法:第一步,单个路段循环替换,每个路段替换后的 OD 矩阵作为下一路段 Select Link 计算的输入;第二步,利用第一步的最终结果,对所有路段 OD 矩阵进行整体替换。以桂林绕城(东)高速为例进行验证,与传统 OD 反推方法相比,结果 OD 矩阵长途出行比例提高了7%,反映了区域机动车分布变化规律,路段流量分配值与调查值相关系数达0.99,证明了更新后 OD 矩阵的准确性。
主编心语
吴超仲
2016, 34(3): 134-134. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2016.03.019
摘要(184) PDF(1)
摘要:
亲爱的读者朋友们,大家好!作为《交通信息与安全》杂志社的主编,我在2016年度将与大家分享科技论文写作心得,从论文题目、摘要、关键词、引言、正文、结论等方面谈谈自己的看法,供大家参考。如果能对大家写作有所帮助,我就心满意足了;如果能引起大家的共鸣甚至争议,那就再好不过了,因为真理越辩越明,也欢迎大家就此发表自己的建议。

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